یکی دیگر از کارهایی که انجام شده بود در زمینه مدلسازی و شبیه‌سازی از مبدل باک با درایوهای موتور PMBLDC تغذیه بود. در نتیجه مدلسازی و شبیه‌سازی از مبدل باک در این مورد این نتایج به دست آمد: مبدل باک چگالی توان بالا می‌دهد و پاسخ گذرای سریع هنگامی که در فرکانس کلید‌زنی بالا کار می‌کند،می‌دهد.در نتیجه آن یک کارآیی بالا دارد. القاگر بوست (Li) و خازن (Co) بر طبق جریان ماکزیمم و ریپل ولتاژ در حالت گذرا از درایو PMBLDCM طراحی می‌شوند.
مدلسازی در این حالت به آسانی برای دیگر مبدل‌های تغذیه درایو PMBLDC مثل بوست ،باک بوست مبدل باک بدون پل و غیره و کاربردهای موتور با بهینه‌سازی کم و مثل موتور القایی و موتور ac آهنربایی دائم و موتور رلوکتانسی سنکرون و شبیه آن توسعه می‌یابد.(رامش بابو و پرابهو^[۱۴]، ۲۰۱۳)

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

یکی دیگر از کارهایی که انجام شده بود، در زمینه مدلسازی و شبیه‌سازی از مبدل باک dc-dc برای کاربردهای ولتاژ کم بود. مدلسازی از مبدل باک شامل این موارد بود: یک مبدل باک سنکرون شامل عناصر زاید rl و rc که در شکل ۲-۳ نشان داده می‌شوند، می‌باشد.
کلیدهای بخش پایین و بخش بالا Q₁ و Q₂ می باشند. یکسو ساز سنکرون بخش پایین (Q₂) برای تلفات انتقال کاهشی استفاده می‌شود. کنترل به وسیله تغیر حالت ماسفت که ساختار سیستم را تغییر می‌دهد، عمل می‌کند. Q₁ و Q₂ به طور کامل هدایت می‌کنند.
شکل ۲-۳ مبدل باک سنکرون با عناصر غیر ایده‌آل
(چندر و همکاران، ۲۰۱۰)
هنگامی که Q₁ روشن است و Q₂ خاموش است، V_i به القاگر L هدایت می‌شودو پخش بار از منبع به بار می‌باشد. هنگامی که Q₁ خاموش است و Q₂می‌خواهدروشن شود به طور یکسو کننده سنکرون عمل می‌کند. در نتیجه ولتاژ هدایت ماسفت خیلی کمتر از دیود می‌باشد. مصرف توان به وضوح کاهش می‌یابد. حالت D₂ بستگی به جریان دارد. اگر جریان خیلی زیاد نیست D₂خاموش حفظ می‌شود در غیر این صورت می‌خواهد روشن شود. این یک حالت مطلوب نیست. سه حالت از عملکرد برای مبدل باک سنکرون در زیر نشان داده می‌شوند:
حالت ۱: Q₁ روشن است وQ₂و D₂ خاموش هستند.
حالت ۲: Q₁ خاموش است وQ₂ یا D₂ روشن است.
حالت ۳: Q₁ خاموش است وQ₂و D₂ خاموش هستند.
در CCM فقط حالت های ۱ و ۲ وجود دارند اما در DCM حالت ۳ فعال است.
آنچه از نتایج شبیه‌سازی در این مورد نتیجه گرفته می شود، این است که باکنترل کننده PID ولتاژ خروجی به حالت ماندگار با ۵/۰ میلی‌ثانیه بعد از انتقال ولتاژ ورودی با اورشوت و آندرشوت کمتر از ۱۲ درصد مستقر می‌شود.
زمان‌های استقرار برای انتقال بار ۴/۰ میلی‌ثانیه می‌شوند (با اورشوت و آندرشوت حول ۱۶ درصد به ترتیب برای ۰ تا ۱۰۰ درصد و ۱۰۰ درصد تا ۰ (از بار نامی) انتقال های بار). نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش حالت ماندگار بالا و اجرای دینامیک را ارائه می‌کندو برای بهبود بیشتر زمان‌خیز و پاسخ‌گذرا از مبدل و یک طرح AT-PID به کار می‌رود.(چندر و همکاران^[۱۵]، ۲۰۱۰) یکی دیگر از کارهایی که انجام شده بوددر زمینه شبیه‌سازی برای مبدل باک با لایه میانی بود. نتایج شبیه‌سازی در این مورد شامل موارد زیر بود: ارائه مدل و شبیه‌سازی از یک سیستم مبدل الکترونیک قدرت قبل از ادامه دادن برای فاز آزمایشی مهندسی ضروری است. از این رو شبیه‌سازی‌ها برای اعتبارو تأثیر قیمت به طور گسترش محصول تبدیل توان مهم هستند. سیستم مبدل به سه بخش اصلی تقسیم می‌شود: به مبدل باک شش سلول و PWM کنترل شده حالت ولتاژ با کنترل کننده PID و مدار با لایه میانی انتقال فاز تقسیم می‌شود. مبدل چند فاز برای به دست آوردن شکل موج‌های ضروری که عملکرد سیستم مبدل رادر حالت ماندگار و شرایط گذرا توصیف می‌کند گسترش یافته است. (شرود و همکاران^[۱۶]، ۲۰۱۰) یکی دیگر از کارهایی که انجام شده بود در زمینه مدل دینامیکی از مبدل باک با یک کنترل مد لغزشی بود. مدل دینامیکی نتیجه گرفته در این مورد شامل این موارد بود. مدل مبدل باک می‌تواند به وسیله استفاده از روش GSSA نتیجه گرفته شود. روش GSSA یک روش متناوب برای حذف تابع کلیدزنی تغییر پذیر بازمان برای به دست آوردن یک مدل مبدل قدرت تغییر ناپذیر بازمان می‌باشد. این مورد از ضرایب وابسته به زمان از سری فوریه مختلط به طور متغیرهای حالت استفاده می‌کند. مدل پیشنهادی با نتیجه SMC از روش GSSA مناسب برای شبیه‌سازی گذرا از سیستم با مبدل‌های قدرت در موردی که زمان محاسبه‌ای می‌تواند به طور قابل ملاحظه کاهش یابد، می‌باشد.
بر طبق فواید مدل پیشنهادی آن می‌تواند برای کنترل کننده بهینه از طریق تکنیک هوش مصنوعی در چیزی که محاسبات تکراری برای جستجوی بهترین راه حل نیاز می‌شوند، به کار می‌رود. (چونستید جامرون و همکاران^[۱۷]، ۲۰۱۱)
یکی دیگر از مواردی که انجام شده بود در زمینه مدلسازی از یک مبدل dc-dc باک با کنترل ولتاژ ورودی برای کاربردهای ولتاژ نوری بود. از مدلسازی از مبدل در این حالت این موارد نتیجه می‌شد. ولتاژ خروجی آرایه خورشیدی ولتاژ ورودی متغیر از مبدل می‌باشد.یک دستگاه ذخیره‌ساز (به طور مثال باتری) یا یک مبدل کسکود (به طور مثال اینورتر DC-AC) به مبدل یک ولتاژ خروجی ثابت Vo تحمیل می‌کند. این بخش، گسترش از یک مدل خطی برای این سیستم باک ولتاژ نوری و سیستم‌های فیدبک با استفاده متعادل کننده مجموع و متناسب برای کنترل ولتاژ ورودی مبدل را نشان می‌دهد. (ویلاوا و روپرت ف^[۱۸])
یکی دیگر از کارهایی که انجام شده بود در زمینه شبیه‌سازی از مبدل باک با لایه میانی خود محرک بود. نتایج شبیه‌سازی در این مورد شامل این موارد بود:
۲-۲-۱حذف ریپل
گام نخست در تحلیل سیستم مبدل با لایه میانی چند فاز، بررسی کردن تأثیر حذف کردن ریپل مرتبط به تغییر جریان و ولتاژ به طور یک تابع از تعداد سلول‌ها می‌باشد. از نتایج به دست می آید که مبدل حذف کردن ریپل ولتاژ و جریان خیلی خوب برای چهار سلول به دست می‌آورد. هر چند، هشت یا ده سلول یک حذف کردن ریپل بهتر تولید می‌کند اما قیمت آن بیشتر می‌باشد. نتایج همچنین نشان می‌دهد که فیلتر EMI نیاز به کاهش ریپل ولتاژ پیک تا پیک روی ترمینال ۱۴ ولتی ندارد. این ممکن است منجر به حذف از سیم‌پیچی حفاظتی متصل به باس ۱۴ ولت شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که منحنی‌ها از جریان‌های تک سلول متعادل می‌شوند و لایه میانی زمانی از سلول‌ها، معلوم از تأخیر زمانی نسبی از جریان القاگر سلول دیگر می‌باشد. جریان القاگر در هر سلول به ۳۰ آمپر در طول پریود کلیدزنی می‌رسد و به یک وقفه درحالت هدایت ناپیوسته می‌رسد.
مجموع از جریان‌های تک سلول در یک جریان نهایی از ۷۱ آمپر با یک ریپل جریان حول ۹ میلی‌آمپر که کمتر از جریان ریپل تک سلول می‌باشد، نتیجه می‌شود. نتایج شبیه‌سازی بیان می‌کند که عملکرد سیستم مبدل قدرت پایدار است و دقیق است. مبدل قادر به پاسخ دادن و تولید ولتاژ خروجی پایدار مطلوب و تحویل دادن جریان خروجی نهایی مورد نیاز به بار با ریپل خیلی کم می‌باشدو در نتیجه تأثیر مثبت روی بارهای متصل مثل موتورهای کوچک دارد.
۲-۲-۲: شبیه‌سازی گذرا برای تغییر بار
مبدل باک dc/dc با لایه میانی به صورت منبع توان به مقاومت و بارهای دینامیک (کوچک و موتورهای خیلی کوچک) استفاده می‌شود. تقاضای بار الکتریکی تغییر می‌کند. یک بار کامل به ندرت برای پریود طولانی از زمان و بیشترین اجرای دستگاه‌ها دربارهای کم برای بیشترین زمان ارائه می‌شوند. برای مطالعه تأثیر تغییر بار روی رفتار دینامیک از سیستم مبدل، بار در خروجی سیستم مبدل به طور ناگهانی از ۵۰ درصد به ۷۵ درصد و ۱۰۰ درصد و به طور معکوس از ۱۰۰ درصد به ۷۵ درصد و ۵۰ درصد از بار کامل در زمان ۰۰۲/۰ و ۰۰۴/۰ و ۰۰۶/۰ ثانیه به ترتیب تغییر می‌کند.
آندرشوت ولتاز خروجی از ۱۲/۱۳ ولت به ۲۸/۱۳ ولت مادامی که اورشوت از ۷۴/۱۴ ولت به ۸۹/۱۴ ولت می‌رسد، تغییر می‌کند و بار در خروجی سیستم مبدل به طول ناگهانی از ۵۰ درصد به ۷۵ درصد تغییر می‌کند و به بار کامل (یک کیلو وات) می‌رسد. نتایج نشان می‌دهد که اجرای سیستم پایدار است و در تغییرات بار ،خوب رفتار می‌کند.
۲-۲-۳: تغییر ولتاژ ورودی
در شرایط واقعی، ردیف‌ ولتاژ خروجی آلترناتور از ۳۰ ولت به ۵۰ ولت در طول عملکرد نرمال و با ولتاژ نامی ۴۲ ولت می‌رسد. برای بررسی این تغییر، یک تغییر گام در ولتاژ ورودی از ۳۳ ولت به ۵۰ ولت در این مدل به کار می‌رود. در آغاز سیکل در زمان ۰۰۴/۰ ثانیه، ولتاژ ورودی به طور ناگهانی از ولتاژ سیستم نامی ۴۲ ولت به ۵۰ ولت می‌رسد. مقدارگذرا ولتاژ خروجی ماکزیمم (اثر انتها) به۰۹/۱۵ ولت می‌رسد اما بعد از یک پریود کوتاه از زمان این خطا از سطح تقریباً ۲۰۰ میلی‌ثانیه با ماکزیمم اورشوت از ۰۹/۱ ولت خارج می‌شود. در این لحظه زمانی ثانیه ۰۱/۰= t هنگامی که ولتاژ ورودی به طور ناگهانی از ۵۰ ولت به ۳۳ ولت کاهش می‌یابد، ولتاژ گذرا ماکزیمم خروجی ۷۰۴/۱۱ ولت می‌شود.
زمان استقرار برای برگشتن به ۱۴ ولت به طور تقریبی ۴/۰ میلی‌ثانیه با اورشوت ماکزیمم از ۲۹۶/۲ ولت می‌شود. نهایتاً در زمان ۰۱۶/۰= t ثانیه هنگامی که ولتاژ ورودی به طور ناگهانی از ۳۳ ولت به ولتاژ سیستم نامی افزایش می‌یابد، ولتاژ گذرا خروجی ماکزیمم ۸۵/۵ ولت می‌شود. زمان استقرار برای این حالت به طور تقریبی ۴/۰ میلی‌ثانیه با یک اورشوت ماکزیمم ۸۵/۱ ولت می‌شود. نتایج شبیه‌سازی بیان می‌کند که سیستم مبدل یک پایداری قوی بر ضد اغتشاش‌های ولتاژ خط حتی با باتری ذخیره‌ساز انرژی ۱۲ ولت که دچار اغتشاش می‌شود، دارد.
۲-۲-۴: تغییرات ولتاژ تغذیه و بار
ترکیب هر دو ولتاژ تغذیه و تغییرات بار که در سیستم مبدل رخ می‌دهد، شبیه‌سازی می‌شودو می‌تواند مشاهده شود که سیستم یک حساسیت کم به بار و تغییرات ولتاژ تغذیه دارد. این تغییرات فقط تأثیر کوچک روی ولتاژ خروجی و جریان بار دارد و همچنان مشخصات دقیق از استاندارد خود محرکی را مراعات می‌کند. می توان نتیجه گرفت که از نتایج به دست آمده مبدل پیشنهادی می‌تواند ولتاژ خروجی مطلوب را به طور مستقل از بار وتغییرات ولتاژ تغذیه حفظ کند.
این ممکن است منجر به حذف سیم‌پیچی‌حفاظت برای الکترونیک متصل به باس ۱۴ ولت شود. (شرود و همکاران^[۱۹]، ۲۰۰۹)
یکی دیگر از مواردی که انجام شده بود در زمینه شبیه‌سازی از مبدل باک سیستم بسته با بهره گرفتن از درایو PMBLDC بود. نتایج شبیه‌سازی شامل این موارد بود: این جا ۴۸ ولت dc به ۲۴ ولت dc با بهره گرفتن از یک مبدل باک کاهش می‌یابد. خروجی از مبدل باک با بهره گرفتن از فیلتر Pi فیلتر می‌شود. خروجی از فیلتر Pi برای اینورتر سه فاز به کار می‌رود. اینورتر ولتاژ سه فاز مورد نیاز به وسیله موتور PMBLDC تولید می‌کند.
یک دکودر ،یک مدار که یک کد را به داخل یک مجموعه سیگنال تغییر می‌دهد، می‌باشد. آن یک دکودر نامیده می‌شود زیرا آن معکوس انکودر است ولی ما می‌خواهیم مطالعه‌مان از انکودرها و دیکودرها را با دیکودرها آغاز کنیم به علت این که آنها ساده‌تر می‌باشند. یک نوع متداول از دیکودر ،دیکودر خط که یک تعداد باینری n رقم می‌گیرد و آن را به داخل ۲n خط‌های داده دیکود می‌کند، می‌باشد. ساده‌ترین دیکودر خط ۱ به ۲ می‌باشد. مدار گیت برای پالس گیت تریگرکردن برای ارتباطات در اینورتر استفاده می‌شود. سیگنال EMF در مدار گیت وارد می‌شود و سیگنال با صفر یا کمتر از صفر مقایسه می‌شود. این سیگنال به اینورتر وارد می‌شود و اینورتر هدایت می‌کند. اگر این سیگنال صفر شود، اینورتر هدایت نمی‌کند و اگر این سیگنال یک شود، اینورتر هدایت می‌کند.
مدار مقایسه‌کننده برای کنترل سیگنال کاربردی پهنای پالس برای هدایت ماسفت باک استفاده می‌شود. در این مدار دو سیگنال وارد می‌شوند. یک سیگنال برای کنترل کننده Pi می‌آید و سیگنال دیگر برای سیگنال تکراری می‌آید. هر دو سیگنال‌ها متفاوت هستند و این سیگنال به رله داده می‌شود. رله به طور یک دستگاه حس کننده استفاده می‌شود و رله سیگنال را حس می‌کند. اگر سیگنال صفر شود، رله خاموش می‌شود و اگر سیگنال یک شود، رله روشن می‌شودوماسفت هدایت می‌کند. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که سیستم درایو با توپولوژی مبدل باک تلفات کلید‌زنی را کاهش می‌دهد. این سیستم در ولتاژ کم کار می‌کند که تلفات توان کم می‌باشد. کلید‌زنی به داخل اینورتر در حالت ۱۲۰ درجه می‌آید و ولتاژ خروجی از اینورتر به وسیله ۱۲۰ درجه از یکدیگر نمایش داده می‌شودوجریان خروجی اینورتر ۵/۰ تا ۵/۰- می‌باشد. خروجی سرعت روتور ۱۳۶۰ rpm یا rad/sec 160 می‌باشد. گشتاور الکترومغناطیسی N-M 2/1 می‌باشد. (میشرا و همکاران^[۲۰]، ۲۰۱۳)
یکی دیگر از کارهایی که انجام شده بود در زمینه مدلسازی و شبیه‌سازی از مبدل باک غیر ایده‌آل در DCM بود. مدلسازی از مبدل باک غیره ایده‌آل در DCM شامل این موارد بود:
۲-۲-۵: اصول نگهداری انرژی
جریان میانگین القاگر در طول کلید‌زنی پریود:
(۲-۴)
مقدار rms از جریان القاگر می‌شود:
(۲-۵)
تلفات توان در RL که مقاومت سری معادل از القاگر می‌باشد، این چنین است:
PRL= RL (2-6)
بنابراین بر اساس اصل نگهداری انرژی، ER از RL در شاخه القاگر می‌شود:
(۲-۷)
در همان راه، ER از مقاومت زاید از ماسفت (RS) و دیود چرخ آزاد (RD) در شاخه القاگر می‌باشند:
(۲-۸)
(۲-۹)
ولتاژ میانگین معادل از VD در شاخه کلید می‌شود:
(۲-۱۰)
از این رو مدل مدار معادل از مبدل باک غیر ایده‌آل در DCM در شکل ۲-۴ نشان داده می شود:
شکل ۲-۴ مدل مدار معادل از مبدل باک غیر ایده آل در DCM
(گونگ و همکاران، ۲۰۱۲)
جایی که
۲-۲-۶: مدل مدار دینامیک سیگنال بزرگ
جریان میانگین به وسیله کلید S در طول یک پریود کلیدزنی می‌تواند به طور زیر محاسبه شود:
= (۲-۱۱)